Автомобильные бензины являются топливом для карбюраторных двигателей и представляют собой фракции нефти, выкипающие при температурах от 35 до 205о С. Свойства и качество автомобильных бензинов определяются особенностями рабочего процесса карбюраторных двигателей, их конструкцией, а также природными и климатическими условиями эксплуатации машин.

Требования к качеству автомобильных бензинов

Автомобильные бензины должны отвечать следующим требованиям:

—         обладать испаряемостью, исключающей возникновение паровых пробок в системе подачи, но обеспечивающей в то же время образование однородной топливовоздушной смеси при любых температурных условиях окружающей среды;

—         иметь детонационную стойкость для обеспечения нормального развития процесса горения применительно к определённой конструкции двигателя на всех режимах его работы;

—         не давать отложений в камере сгорания и во впускной системе двигателя;

—         быть стабильными при хранении и транспортировании;

—         не вызывать коррозии деталей двигателя и топливной аппаратуры.

Основные эксплуатационные свойства автомобильных бензинов

Эксплуатационное свойство – это объективная особенность топлива, которая может проявляться в процессе производства, транспортирования, хранения, испытания и применения на технике.

Основными эксплуатационными свойствами автомобильных бензинов являются: прокачиваемость, испаряемость, детонационная стойкость, стабильность, коррозионная стойкость и токсичность.

Прокачиваемость – эксплуатационное свойство, характеризующее особенности и результаты процессов, которые могут протекать при перекачке по трубопроводу, топливным системам и при фильтровании топлив.


Для автомобильных бензинов прокачиваемость оценивается следующими показателями:

—         содержание механических примесей;

—         содержание воды;

—         давление насыщенных паров.


Нефтяная фракция – это группы углеводородов, выкипающие в определённом интервале температур.

 

Прокачиваемость бензина влияет на пуск двигателя и устойчивость его работы. Засорение топливных фильтров и трубопроводов механическими примесями и льдом, возникновение паровых пробок в системе питания при увеличении давления насыщенных паров бензина выше нормы ведёт к нарушениям бесперебойной подачи топлива и перебоям в работе двигателя.

Требованиями стандарта наличие механических примесей и воды в бензине не допускается, давление насыщенных паров устанавливается в пределах от 66,7 до 93,3 кПа.

Испаряемость – эксплуатационное свойство, характеризующее особенности и результаты процессов перехода из жидкого состояния в газообразное.


Для автомобильных бензинов испаряемость оценивается следующими показателями:

         а) Фракционный состав:

—         температура начала перегонки;

—         температура перегонки 10 %;

—         температура перегонки 50 %;

—         температура перегонки 90 %;

—         -температура конца кипения;

б) Давление насыщенных паров.

 

Испаряемость влияет на пуск двигателя, время, затрачиваемое на его прогрев, на приёмистость двигателя, расход топлива, снимаемую мощность, на расход масла, образование углеродистых отложений и износ трущихся деталей.

Фракционный состав выражает зависимость между температурой и количеством бензина, выкипающего при его нагревании. Определяется в специальном приборе разгонкой 100 мл бензина.

Температура начала кипения характеризует наличие в горючем легкоиспаряющихся фракций, во избежании излишних потерь при хранении стандартом устанавливается не ниже  350 С.

Температура перегонки 10% характеризует пусковые качества: чем ниже эта температура, тем легче пускается двигатель, тем при более низкой температуре можно пустить холодный двигатель без предварительного подогрева.

В стандартных бензинах температура перегонки 10% бензина допускается не выше температурного предела от 55 до 700 С.

Температура перегонки 50 % характеризует способность обеспечить быстрый прогрев двигателя после пуска, приёмистость двигателя, а также устойчивость работы на холостом ходу и рабочих режимах. Чем ниже эта температура, тем лучше эксплуатационные качества бензина.

Увеличение времени прогрева двигателя, связанное с повышенной температурой перегонки 50% определяет дополнительный расход горючего, износ двигателя и разжижение масла.

В стандартных бензинах температура перегонки 50% допускается не выше температурного интервала от 110 до 1150 С.

Температура перегонки 90% бензина и температура конца кипения характеризуют наличие в бензинах тяжёлых трудноиспаримых фракций.

Чем выше температура перегонки 90% бензина, тем больше в нём тяжёлых фракций. Тяжёлые фракции плохо испаряются, не полностью сгорают, стекая по стенкам цилиндров смывают масляную плёнку, а попадая в картер, разжижают масло. Всё это приводит к повышению износа двигателя, снижению его мощности и увеличению расхода топлива.

Температура конца кипения указывает на присутствие в бензине смолистых веществ, вызывающих смоло и нагарообразование в двигателе.

В стандартных бензинах температура перегонки 90% допускается не выше 1800 С, конца кипения – не выше 1950 С.

Давление насыщенных паров бензина определяют при температуре 380 С прибором Рейда. Чем выше давление насыщенных паров, тем выше пусковые свойства бензина при низких температурах, однако при этом растёт возможность образования паровых пробок в системе питания, больше потери при заправке и хранении.

Детонационная стойкость бензинов характеризует их способность противостоять детонационному сгоранию в цилиндрах двигателя.

Детонация – это процесс очень быстрого завершения сгорания в результате самовоспламенения части рабочей смеси и образования ударных волн, распространяющихся со сверхзвуковой скоростью. Детонация сопровождается резким повышением давления в камере сгорания, резкими металлическими стуками в цилиндрах, вибрацией двигателя, перегревом головок цилиндров, падением мощности двигателя, дымным выхлопом. Детонация приводит к прогоранию поршней и выпускных клапанов, перегреву и выходу из строя свечей, а при длительной интенсивной детонации – к аварийным последствиям.

Чем выше степень сжатия двигателя, тем выше его требования к детонационной стойкости бензина. Показателем детонационной стойкости бензина является октановое число.

Октановое число – это процентное содержание изооктана в эталонной смеси с нормальным гептаном, которая по своим свойствам равноценна данному топливу.

Изооктан обладает высокой, а нормальный гептан низкой детонационной стойкостью. Их октановые числа условно приняты соответственно за 100 единиц и нуль. Если, например, бензин обладает такой же детонационной стойкостью, как смесь 76% изооктана и 24% нормального гептана, то считают, что октановое число этого бензина 76.

Октановое число бензинов определяется моторным и исследовательским методами на установках ИТ-9-2 и УИТ-65. В настоящее время разработаны, также, экспресс методы определения октанового числа. Октановое число по исследовательскому методу обычно получается выше октанового числа, определённого по исследовательскому методу на величину от 4 до 10 единиц.

Детонационная стойкость бензинов повышается при производстве введением в их состав углеводородов с высокими антидетонационными свойствами, а также антидетонаторов. Наиболее эффективным антидетонатором является тетраэтилсвинец (ТЭС), который вводится при производстве в составе этиловой жидкости Р-9 и является сильнодействующим ядом. Автомобильные бензины с введённым ТЭС называются этилированными, окрашиваются в различные цвета и являются ядовитыми.

Частично компенсировать недостаточную детонационную стойкость бензина можно регулировкой угла опережения зажигания в сторону уменьшения, однако при этом может наблюдаться падение мощности, перегрев клапанов и выпускного коллектора.

Стабильность характеризует способность бензинов сохранять первоначальный уровень эксплуатационных свойств в процессе хранения, транспортирования и применения на технике.

Различают физическую и химическую стабильность.

Физическая стабильность – способность бензинов противостоять испарению лёгких фракций и выносителя этилированных бензинов, а следовательно ухудшению пусковых качеств и снижению октанового числа.

Относительной характеристикой недостаточной физической стабильности является повышение температуры начала кипения и перегонки 10%, а также снижение давления насыщенных паров бензина.

Химическая стабильность определяется способностью бензинов противостоять химическим превращениям.

При хранении бензинов, особенно в условиях повышенных температур окружающей среды, происходит окисление углеводородов, образование и накапливание смол, которые оседают в виде липкой массы на стенках топливных баках машин, покрывают распылители, диффузоры, дроссели, откладываются во впускном коллекторе, в результате чего нарушается подача и дозировка горючего.

Попадая на горячие детали двигателя (стенки камеры сгорания, электроды свечей и другие) смолы образуют нагары, которые в свою очередь увеличивают возможность возникновения детонации. При окислении этилированных бензинов наблюдается разложение тетраэтилсвинца, что сопровождается выпадением из бензина белого кристаллического осадка. Это приводит к снижению детонационной стойкости бензина и засорению системы питания двигателя.

Химическая стабильность бензина оценивается показателями:

—         индукционный период окисления;

—         содержание фактических смол.

 

Для стандартных автомобильных бензинов индукционный период составляет от 900 до 1200 минут, количество фактических смол допускается в пределах от 7 до 10 мг в 100 миллилитрах бензина, не более.

Коррозионность бензинов обуславливается содержанием в них сернистых соединений и органических кислот.

Содержание серы резко ухудшают эксплуатационные свойства бензина: усиливаются процессы коррозии металлов, смолообразования, нагарообразования, осадкообразования, снижается октановое число. В стандартных бензинах содержание серы допускается не более 0,1%.

Органические кислоты вызывают коррозию цветных металлов и способствуют образованию эмульсии бензина с водой. Показателем содержания органических кислот является кислотность. Для стандартных бензинов кислотность нормируется не более 3 мг едкого кали (КОН), потребного для нейтрализации кислот, находящихся в 10 мл бензина. Содержание водорастворимых кислот и щелочей в бензинах не допускается.

Токсичность – эксплуатационное свойство, характеризующее особенности и результаты воздействия топлива и продуктов его сгорания на человека и окружающую среду.

Наиболее токсичны этилированные бензины. Входящий в их состав тетраэтилсвинец является сильнодействующим ядом. Отравление бензином может произойти через дыхательные пути, кожу и при попадании в желудок. Весьма токсичными являются продукты сгорания бензинов. Всё это вызывает необходимость строгого соблюдения требований безопасности при работе с бензинами.

 

Марки автомобильных бензинов и порядок их применения на военной автомобильной технике

Заводами промышленности производятся следующие марки автомобильных бензинов: А-76, АИ-91, АИ-92, АИ-93, АИ-98 и А И- 95 «Экстра».

Буква «А» означает, что бензин автомобильный, цифровой индекс — октановое число, определённое по моторному или исследовательскому методам. В последнем случае к букве «А» добавляется буква «И».


Пример:

—         А-76 — автомобильный бензин с октановым числом по моторному методу 76;

—         АИ-93 — автомобильный бензин с октановым числом по исследовательскому методу 93.

 

Выпускаются этилированные и неэтилированные марки автомобильных бензинов летнего и зимнего вида, которые в практике можно отличить только по интенсивности испарения и окраске. Этилированный бензин марки АИ-93 имеет оранжево-красный цвет, этилированный А-76 – жёлтый. Неэтилированные бензины не окрашиваются.

Летние марки автобензинов применяют во всех районах, кроме северных и северо-восточных в период с 1 апреля до 1 октября, в южных районах — всесезонно. Зимние марки — для применения в северных и северо-восточных районах всесезонно, в остальных районах — с 1 октября до 1 апреля.

Для применения автомобильных бензинов на двигателях ВАТ в соответствии с приказом МО РФ 1992 года № 65 определены:

-АИ-93, ГОСТ 2084-77 (основная марка) – для двигателей ГАЗ-24-02, ГАЗ-24-03, ГАЗ-2410, ГАЗ-31-02, шасси 135ЛМ, Урал-375. Дублирующие марки бензина АИ-93 определяются инструкциями по эксплуатации заводов-изготовителей и химмотологическими картами.

-А И-95 «Экстра», ОСТ 38.01.9-75 (основная марка) – для двигателей ГАЗ-14 «Чайка». Дублирующей маркой бензина А  -95 является бензин АИ-98

-А-76 ,ГОСТ 2084-77 (основная марка) – для двигателей автомобилей УАЗ-469, УАЗ-3151 и их модификаций,ГАЗ-66, Зил-130, Зил-131, ГАЗ-53А, ГТ-СМ, ГТ-МУ.  Дублирующей маркой бензина А-76 является АИ-93.

С целью обеспечения долговечности работы двигателя и экономного  расходования горючего следует применять на машинах только марки бензинов, рекомендуемые инструкциями и соответствующими приказами.

Работа на бензине с очень высоким октановым числом может привести к обгоранию клапанов и перегреву двигателя, так как в результате снижения скорости сгорания и других факторов значительная часть смеси догорает в такте выпуска. Применение бензина с более низким, чем установлено, октановым числом приводит к детонации и, как следствие, к прогару головки блока цилиндров, увеличению износа цилиндров, поршней и колец, а иногда и к поломкам деталей кривошипно-шатунного механизма.

Следует учитывать вид применяемого бензина, так как при применении бензина летнего вида зимой будет затруднён из-за низкой испаряемости пуск двигателя, а несгоревшая часть бензина, стекая по стенкам цилиндров, будет смывать масляную плёнку, форсируя износ, а попадая в картер двигателя – разжижать масло.

При применении бензина зимнего вида летом будет наблюдаться образование паровых пробок в системе питания, ведущее к перебоям и полной остановке двигателя. Во всех случаях это скажется на потере мощности двигателя, уменьшении ресурсов его работы, перерасходе бензина.

Влияние отклонения показателей качества бензинов от требований ГОСТ 2084-77 на работу карбюраторных двигателей приведено в приложении А.

В США автомобильные бензины выпускаются следующих видов в зависимости от климатических условий: C- для холодного климата, М- для умеренного, W — для тёплого; H — для жаркого; E — для очень жаркого климата.

Автомобильные бензины
Метки:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *